5. Анализ гидравлики потока

Цель: получение гидравлической характеристики участка исследований: режима скоростей течения и гидравлического сопротивления русла реки.

Рассматриваемый участок разобьем на несколько расчетных участков на выкопировке плана участка реки (рис.2), граничные сечения которых назначим в серединах плесовых лощин, на гребне переката и на переходах плесовых лощин в перекаты всего 5 сечений перпендикулярно линии наибольших глубин. Расчетные сечения пронумеруем сверху вниз по течению от 1 до 5.

Вычертим поперечные профили (рис.4) расчетных сечений и определим площадь , ширину В и среднюю глубину Н=/В при рабочем уровне (т.е. с учетом срезки). Срезка на день проведения однодневной связки уровней и измерения расхода воды 1,0 м.

Далее по измеренному (заданному) расходу воды Q подсчитаем во всех расчетных сечениях при рабочем уровне значения средней скорости течения по формуле 1

=Q/ (1)

С профиля свободной поверхности снимем отметки свободной поверхности Z_i во всех граничных сечениях и н найдем величину падения свободной поверхности на расчетных участках: Z=Z_i–Z_i+1 (где i – номер граничного сечения).

Отметки свободной поверхности в расчетных сечениях определим с точностью до 1 мм путем линейной интерполяции по формуле (2)

Z_i=Z_j–(Z_j–Z_j+1)(l/l)=Zj-I·l (2)

(где Z_i – искомая отметка в расчетном сечении, которое расположено между точками однодневной связки, Z_j и Z_j+1 соответственно отметка выше и ниже расположенной точки однодневной связки; l – расстояние между точками однодневной связки; l – расстояние между расчетным сечением и выше расположенной точкой однодневной связки; I – уклон между точками однодневной связки).

Подсчитаем средние по участкам значения ширин русла и глубин по формуле 3-4

B_ср=(B_i+B_i+1)/2; (3)

H_ср=(H_i+H_i+1)/2. (4)

Значения коэффициента шероховатости на расчетных участках определим по формуле 5.

(5)

где L – расстояние между расчетными сечениями по оси судового хода.

Расчеты сведем в табл. 1.

Результаты расчетов представлены в виде графиков Z=f(l), n=f(l) и =f(l). (Рис.5)

N сечения	N участка	Q, м3/с	, м2	B, м	H, м	, м/с	Zi, м	Z, м	L, м			Bср, м	Hср, м	Hср5/3, м5/3	n, с/м1/3
1	I	Q=1190	1712	575	2.98	0.69	11.852	0,024	360	0,000067	0,0082	513	3.53	8.18	0.029
2			1838	450	4.08	0.65	11.828
	II							0,029	350	0,000083	0,0091	493	4.49	12.2	0.046
3			2670	535	4.9	0.45	11.799
	III							0,026	240	0,00011	0,0104	545	4.16	10.8	0.051
4			1898	555	3.42	0.63	11.773
	IV							0,025	345	0,000072	0,0085	453	3.78	9.17	0.0297
5			1448	350	4.14	0.82	11.748

Таблица 1

Расчет значений коэффициентов шероховатости